JP3904195B2 - Substrate heat treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本願の発明は、半導体ウエハや液晶用ガラス基板等の基板を熱処理するための熱処理装置に関し、特に加熱手段としてホットプレートが使用され、基板が該ホットプレートの加熱面と所定の間隔を置いて支持されて、該ホットプレートにより加熱されるようにされてなる基板の熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の基板の熱処理装置においては、従来、基板をホットプレートの加熱面と所定の間隔を置いて支持する手段として、ピン(プロキシミティピンとも呼ばれる)が用いられている。このピンの条件としては、基板との接点ができるだけ小さく、非熱伝導性および耐熱性に優れることが求められ、セラミックやルビーなどの素材を球形に成形したものなどが用いられている。このようにして得られたピンは、ホットプレートの加熱面に形成された多数の孔に、その球形の半分が加熱面から上方に飛び出るようにして埋め込まれ、接着剤により固定されている。
【0003】
しかしながら、ピンの素材として、基板より硬い材質の素材が使用されると、基板の裏面に傷を付けてしまうため、好ましくない。そこで、非熱伝導性および耐熱性に優れた樹脂製のピンが提案されている(特開平8−279548号公報参照)。このピンは、ベスペルと呼ばれる樹脂の成形品であり、きのこ状に形成されて、その頭部の断面形状が略台形もしくは略半円形状にされ、その脚部が、ホットプレートの加熱面に形成された多数の孔に、容易には抜け出さないようにして埋め込まれている。したがって、基板に接する部分であるピン頭部が摩耗により擦り減ったり、熱劣化したときなど、ピンの交換は不可能でないとしても、ホットプレートの加熱面から上方に飛び出す高さの調整機能を有しない。
【0004】
ピンの交換やピンのホットプレート加熱面からの飛出し高さの調整を可能にしたものとして、特開平8−70007号公報に記載されたものがある。このものにおいては、ホットプレートが、加熱手段もしくは冷却手段に接せられたメインプレートと、該メインプレートの上面に載置されてピン収納用凹部を有するサブプレートとからなる。ピン収納用凹部は、サブプレートの上面(加熱面)に開口するピンの直径よりも小さな開口を有し、該開口を通してピンの頂部がサブプレートの上面から上方に突出するようにして、ピンを収納している。ピンの下部は、ピン支持部材により支持されており、このピン支持部材のピン支持面位置を高低に調整することにより、ピンがサブプレートの上面から上方に突出する量を調整可能になっている。また、このピン支持部材を取り外すことにより、ピンの交換が可能である。
【0005】
しかしながら、このものにおいては、ピンの交換やピンのホットプレート加熱面からの飛出し高さ調整のために、ホットプレートをひっくり返して、サブプレートとメインプレートとを連結している固定ねじを外し、サブプレートをメインプレートから分離するなどの作業を要し、それらの作業がきわめて煩瑣となり、時間を要するものとならざるを得ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本願の発明は、従来の基板の熱処理装置が有する前記のような問題点を解決して、ピンの素材として合成樹脂素材を使用しながら、ピンの交換やピンのホットプレート加熱面からの飛出し高さ調整の容易な基板の熱処理装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決した基板の熱処理装置に係り、その請求項1に記載された発明は、ホットプレートに、該ホットプレートの加熱面から突出するようにして多数のピンが配設され、前記ピンにより支持された基板が、前記ホットプレートの加熱面と所定の間隔を置いて支持されて、前記ホットプレートにより加熱されるようにされてなる基板の熱処理装置において、前記ピンは、合成樹脂素材からなり、前記ホットプレートの加熱面の上方から前記ホットプレートにねじ込まれて取り付けられており、その頂面の中央部が丸みのある凸部とされ、前記凸部を挟んで対称の位置に、回転治具挿入用の凹溝が形成されていることを特徴とする基板の熱処理装置である。
【0008】
請求項1に記載された発明は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
ピンは、合成樹脂素材からなるので、基板より軟らかく、基板を支持するとき、基板の裏面を傷付けることがない。これにより、基板の生産歩留りが向上する。また、ピンは、ホットプレートの加熱面の上方からホットプレートにねじ込まれて取り付けられているので、ホットプレートの加熱面の上方から、そのねじ込みを緩めたり締め付けたりすることにより、ピンの交換作業を容易に行なうことができる。さらに、ホットプレートの加熱面の上方から、そのねじ込み量を調整することにより、ピンがホットプレートの加熱面から飛び出す(突出する)高さを容易に調整することができ、ピンの頭部の摩耗等による飛び出し量の変動にも、個々に、随時に、自在に対処することができる。
【0009】
また、ピンは、その頂面の中央部が丸みのある凸部とされ、該凸部を挟んで対称の位置に、回転治具挿入用の凹溝が形成されているので、ピンが基板を支持するとき、ピンが基板と接する接点を比較的小さくすることができ、ピンを介した熱伝導が基板の均一加熱に及ぼす影響を無視し得る程度に小さくすることができる。また、ピンの頂面中央部の凸部を挟んで対称の位置に回転治具挿入用の凹溝が形成されているので、この凹溝に回転治具の一対の爪部(引掛け部)を挿入して、該回転治具を正逆回転させることにより、ピンを容易にねじ込み、また、引き出すことができ、ピンの交換やピンの飛び出し量調整をきわめて容易に行なうことができる。
【0010】
さらに、請求項2に記載のように請求項1に記載の発明を構成することにより、ピンとホットプレートとの間に、これらの間のねじ結合の緩みを防止するための圧縮ばねが介装される。
【0011】
この結果、ピンとホットプレートとの間のねじ結合は、圧縮ばねの復元力により、常時緊張関係に保たれるので、そのねじ結合が緩むことがなく、ピンの振れやピンがホットプレートの加熱面から飛び出す(突出する)高さの変動を抑えることができる。これにより、基板の均一加熱をさらに容易にすることができるとともに、ピンが基板と擦れ合って、基板の裏面を傷付けるような虞もさらに低減される。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、図1ないし図6に図示される本願の請求項1及び請求項2に記載された発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態における基板の熱処理装置の平面図、図2は、図1のII−II線矢視断面図、図3は、ピンの正面図、図4は、同左側面図、図5は、同平面図、図6は、図1のVI−VI線矢視断面図である。
【0013】
本実施形態における基板の熱処理装置は、半導体ウエハや液晶用ガラス基板等の基板を熱処理するために使用される。例えば、基板にフォトレジスト膜が塗布された状態で、この塗膜中の溶剤を飛ばすために、基板を加熱するのに使用される。この加熱は、後の現像工程において、現像ムラが生じないようにするために、できるだけ均一に行なわれることが求められる。加熱手段としては、ホットプレートが使用され、基板がホットプレートの加熱面と所定の間隔を置いて支持されて、該ホットプレートにより、近接した位置から専ら輻射熱伝達を通して加熱されるようになっている。
【0014】
本実施形態における基板の熱処理装置1に使用されるホットプレート2は、図1に図示されるように、その平面視長方形状の金属製プレートの内部に複数のヒーター素子3が平行に埋設されており、これら複数のヒーター素子3の発熱により高温に加熱されたプレートが、該プレートと所定のわずかの間隔を置いて支持された基板4を均一に輻射加熱する。ホットプレート2および基板4の寸法は、縦、横いずれも1000mmを越える大きさである。
【0015】
ホットプレート2には、その四辺に沿って所定間隔置きにリフトピン8(図6参照)を挿通させる円孔6が形成されている。また、ホットプレート2の中央部にも、中心点を囲う4個所に同様の円孔6が形成されている。これらの円孔6には、図6に図示されるように、リフトピン8が上下動可能なように挿通されていて、基板4が図示されない搬送装置によりホットプレート2上に搬送されて来ると、全てのリフトピン8が円孔6内を同時に上昇して、該基板4を、その周辺部と中央部において受ける。次いで、これらのリフトピン8が円孔6内を同時に下降して、該基板4を後述する複数のピン9(図2参照)上に移載する。その後、リフトピン8は円孔6内をさらに下降して、所定位置において待機する。基板4が複数の支持ピン9上に移載されることにより、基板4は、ホットプレート2上に該ホットプレート2の上面(加熱面)2a と所定の小さい間隔を置いて支持されることになる。
【0016】
ホットプレート2には、また、その全域に渡って、碁盤目状に、基板4を支持するために使用されるピン9を植設するための多数のねじ孔7が形成されている。このねじ孔7は、円孔6と異なり、ホットプレート2を貫通しておらず、有底円孔として形成され、かつ、その内周面には、雌ねじ7a が刻設されている。この雌ねじ7a は、ピン9をねじ孔7にねじ込むとき、ピン9の雄ねじ部(後述する雄ねじ9a )と螺合する。碁盤目の目と目の間隔は、基板4が全てのピン9により支持されたとき、偏平な基板4が全面に渡って必要な平滑度を保つに十分な小さい距離にされる。
【0017】
図2には、ピン9がねじ孔7にねじ込まれた状態が断面図で示されている。また、図3〜図5には、ピン9の構造が正面図、側面図、平面図により図示されている。これらの図から明らかなように、ピン9は、上方の大径部と下方の小径部とを有する段付き円柱体からなり、上方の大径部には、ねじ孔7の雌ねじ7a と螺合し合う雄ねじ9a が刻設されている。また、その頂面の中央部は、丸みのある凸部9b とされ、該凸部9b を挟んで対称の位置に、ピン9をねじ孔7にねじ込むときに使用される回転治具(図示されず)の一対の爪部(引掛け部)が挿入される凹溝9c が穿設されている。この凹溝9c は、ピン9の大径部の外周面を削り落として側方に開放するようにして形成されている。ピン9は、基板4より軟らかく、非熱伝導性、耐熱性、耐摩耗性に優れた合成樹脂素材からなり、好ましくは、ベスペル素材が使用される。
【0018】
このような構造を有するピン9は、ホットプレート2の加熱面2a の上方から該ホットプレート2に形成されたねじ孔7にねじ込まれて、該ホットプレート2に植設されて取り付けられる。ピン9のねじ孔7へのねじ込み量は、ピン9の頂面中央部に形成された凸部9b の先端がホットプレート2の加熱面2a から所定の距離dだけ突出するような量であり、これにより、基板4は、ホットプレート2の加熱面2a と所定の間隔dを置いてピン9により支持される。「所定の間隔d」は、通常、0.1mm〜0.5mmのオーダーであり、これだけの間隔を通して、基板4は、ホットプレート2による輻射加熱(プロキシミティベーク)を受ける。そして、その板面の全域に渡って均一に加熱される。
【0019】
以上の説明から明らかなとおり、ピン9は、段付き円柱体からなるねじピンとして構成される。ピン9の長さは、ピン9の先端がねじ孔7の底部7b に達するまでねじ込まれたとき、その頂面中央部の凸部9b の先端がホットプレート2の加熱面2a から、丁度、前記した「所定の距離d」だけ突出するような寸法に設定されるのがよい。
【0020】
ピン9がホットプレート2のねじ孔7にねじ込まれたとき、これらの間のねじ結合が緩まないように、ピン9とねじ孔7との間に圧縮ばね10が介装されている。この圧縮ばね10は、実際には、ピン9の小径部に外装されて、これにより案内されつつ、ねじ孔7の底部7b とピン9の大径部・小径部間の段部9d との間に縮設されている。ピン9とねじ孔7との間のねじ結合の緩みを防止する手段は、これに限らず、その外にも種々考えられるが、圧縮ばね10の使用は、簡便に実施することができて、好ましい。
【0021】
ホットプレート2の加熱面2a 上には、また、その4つの角部の各々に、基板4の水平方向の位置決めと位置ずれ防止を兼ねた突出片5が一対設けられている。さらに、その4つの角部のうちの対角線上にあるいずれの2つの角部の各々にも、透過型センサ11の発光部11a と受光部11b とがそれぞれ設置されている。これらの透過型センサ11は、基板4がホットプレート2上に存在することを確認する。
【0022】
本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
ピン9は、合成樹脂素材からなるので、基板4より軟らかく、基板4を支持するとき、基板4の裏面を傷付けることがない。これにより、基板4の生産歩留りが向上する。また、ピン9は、ホットプレート2の加熱面2a の上方からホットプレート2にねじ込まれて取り付けられているので、ホットプレート2の加熱面2a の上方から、そのねじ込みを緩めたり締め付けたりすることにより、ピン4の交換作業を容易に行なうことができる。さらに、ホットプレート2の加熱面2a の上方から、そのねじ込み量を調整することにより、ピン9がホットプレート2の加熱面2a から飛び出す(突出する)高さを容易に調整することができ、ピン9の頭部の摩耗等による飛び出し量の変動にも、個々に、随時に、自在に対処することができる。
【0023】
また、ピン9は、その頂面の中央部が丸みのある凸部9b とされ、該凸部9bを挟んで対称の位置に、回転治具挿入用の凹溝9c が穿設されているので、ピン9が基板4を支持するとき、ピン9が基板4と接する接点を比較的小さくすることができ、ピン9を介した熱伝導が基板4の均一加熱に及ぼす影響を無視し得る程度に小さくすることができる。また、凹溝9c に回転治具の一対の爪部(引掛け部)を挿入して、該回転治具を正逆回転させることにより、ピン9を容易にねじ込み、また、引き出すことができ、ピン9の交換やピン9の飛び出し量調整をきわめて容易に行なうことができる。
【0024】
さらに、ピン9とホットプレート2との間に、これらの間のねじ結合の緩みを防止するための圧縮ばね10が介装されているので、ピン9とホットプレート2との間のねじ結合は、圧縮ばね10の復元力により常時緊張関係に保たれ、そのねじ結合が緩むことがなく、ピン9の振れやピン9がホットプレート2の加熱面から飛び出す(突出する)高さの変動を抑えることができる。これにより、基板4の均一加熱をさらに容易にすることができるとともに、ピン9が基板4と擦れ合って、基板4の裏面を傷付けるような虞もさらに低減される。
【0025】
なお、本実施形態においては、ピン9の頂面中央部の凸部9b を挟んで対称の位置に、回転治具挿入用の凹溝9c が穿設されることとされたが、これに限定されず、回転治具の一対の爪部(引掛け部)の形状に応じて各種形状の凹溝が形成されることができる。例えば、円孔状の溝、角孔状の溝が同位置に穿設されてもよい。その他、本願の発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願の請求項1及び請求項2に記載された発明の一実施形態における基板の熱処理装置の平面図である。
【図2】 図1のII−II線矢視断面図である。
【図3】 ピンの正面図である。
【図4】 同左側面図である。
【図5】 同平面図である。
【図6】 図1のVI−VI線矢視断面図である。
【符号の説明】
1…熱処理装置、2…ホットプレート、2a …ホットプレート上面(加熱面)、3…ヒーター素子、4…基板、5…突出片、6…円孔、7…ねじ孔、7a …雌ねじ、7b …底部、8…リフトピン、9…(支持)ピン、9a …雄ねじ、9b …凸部、9c …凹溝、9d …段部、10…圧縮ばね、11…透過型センサ、11a …発光部、11b…受光部。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for liquid crystal, and in particular, a hot plate is used as a heating means, and the substrate is supported at a predetermined interval from a heating surface of the hot plate. The present invention also relates to a substrate heat treatment apparatus that is heated by the hot plate.
[0002]
[Prior art]
In this type of substrate heat treatment apparatus, pins (also called proximity pins) are conventionally used as means for supporting the substrate at a predetermined distance from the heating surface of the hot plate. The pins are required to have as small a contact with the substrate as possible and have excellent non-thermal conductivity and heat resistance, and a material such as ceramic or ruby formed into a spherical shape is used. The pin thus obtained is embedded in a large number of holes formed on the heating surface of the hot plate so that half of the spherical shape protrudes upward from the heating surface, and is fixed by an adhesive.
[0003]
However, if a material made of a material harder than the substrate is used as the pin material, the back surface of the substrate is damaged, which is not preferable. Therefore, a resin-made pin excellent in non-thermal conductivity and heat resistance has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 8-279548). This pin is a molded product of resin called Vespel, which is formed in a mushroom shape, its head has a substantially trapezoidal or semi-circular shape, and its legs are formed on the heating surface of the hot plate It is embedded in a large number of holes so as not to easily escape. Therefore, even if it is not impossible to replace the pin when the head of the pin, which is in contact with the substrate, wears away due to wear or heat deteriorates, it has a function to adjust the height that protrudes upward from the heating surface of the hot plate. do not do.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-70007 discloses a pin that can be replaced and the height of the pin protruding from the hot plate heating surface can be adjusted. In this structure, the hot plate includes a main plate that is in contact with the heating means or the cooling means, and a sub plate that is placed on the upper surface of the main plate and has a pin receiving recess. The pin receiving recess has an opening smaller than the diameter of the pin opening on the upper surface (heating surface) of the subplate, and the top of the pin projects upward from the upper surface of the subplate through the opening. Stored. The lower part of the pin is supported by a pin support member. By adjusting the position of the pin support surface of the pin support member to be high or low, the amount by which the pin protrudes upward from the upper surface of the sub plate can be adjusted. . Further, the pin can be exchanged by removing the pin support member.
[0005]
However, in this case, in order to replace the pins or adjust the height of the pins protruding from the hot plate heating surface, turn the hot plate over and remove the fixing screw that connects the sub plate and the main plate. Therefore, it is necessary to separate the sub plate from the main plate, which is extremely troublesome and time consuming.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The invention of the present application solves the above-mentioned problems of the conventional substrate heat treatment apparatus, and uses a synthetic resin material as the pin material, while replacing the pin or popping the pin from the hot plate heating surface. It is an object of the present invention to provide a substrate heat treatment apparatus that can be easily adjusted in height.
[0007]
[Means for solving the problems and effects]
The invention of the present application relates to a substrate heat treatment apparatus that solves the above-described problems. The invention described in claim 1 is directed to a hot plate that has a large number of pins protruding from the heating surface of the hot plate. In the substrate heat treatment apparatus, the substrate supported by the pins is supported at a predetermined interval from the heating surface of the hot plate and is heated by the hot plate. The pin is made of a synthetic resin material and is screwed and attached to the hot plate from above the heating surface of the hot plate. The central portion of the top surface is a rounded convex portion, and the convex portion is sandwiched between the pins. The substrate heat treatment apparatus is characterized in that a concave groove for inserting a rotating jig is formed at a symmetrical position.
[0008]
Since the invention described in claim 1 is configured as described above, the following effects can be obtained.
Since the pins are made of a synthetic resin material, they are softer than the substrate and do not damage the back surface of the substrate when supporting the substrate. Thereby, the production yield of the substrate is improved. Also, since the pin is screwed into the hot plate from above the hot plate heating surface, it can be replaced by loosening or tightening the screw from above the hot plate heating surface. It can be done easily. Furthermore, by adjusting the screwing amount from above the heating surface of the hot plate, the height at which the pin jumps out (protrudes) from the heating surface of the hot plate can be easily adjusted, and the head of the pin is worn. For example, it is possible to deal with fluctuations in the amount of pop-up due to each other at any time.
[0009]
In addition, the pin has a rounded convex part at the center of the top surface, and a concave groove for inserting a rotating jig is formed at a symmetrical position across the convex part. When supporting, the contact point of the pin with the substrate can be made relatively small, and the influence of heat conduction through the pin on the uniform heating of the substrate can be made small enough to be ignored. Further, since a concave groove for inserting a rotating jig is formed at a symmetrical position across the convex portion at the center of the top surface of the pin, a pair of claw portions (hooking portions) of the rotating jig is formed in the concave groove. By inserting and rotating the rotating jig forward and backward, the pin can be easily screwed and pulled out, and the replacement of the pin and the adjustment of the protruding amount of the pin can be performed very easily.
[0010]
Furthermore, by configuring the invention according to claim 1 as described in
[0011]
As a result, the screw connection between the pin and the hot plate is always kept in a tensioned relationship by the restoring force of the compression spring, so that the screw connection does not loosen and the pin runout or pin is heated on the heating surface of the hot plate. It is possible to suppress the fluctuation of the height that protrudes (projects) from the surface. Thereby, uniform heating of the substrate can be further facilitated, and the possibility that the pins rub against the substrate and damage the back surface of the substrate is further reduced.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the invention described in
1 is a plan view of a substrate heat treatment apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a front view of a pin, FIG. 5 is the same plan view, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
[0013]
The substrate heat treatment apparatus in this embodiment is used to heat treat a substrate such as a semiconductor wafer or a liquid crystal glass substrate. For example, it is used to heat the substrate in order to drive off the solvent in the coating film with a photoresist film applied to the substrate. This heating is required to be performed as uniformly as possible in order to prevent development unevenness in the subsequent development process. As the heating means, a hot plate is used, and the substrate is supported at a predetermined distance from the heating surface of the hot plate, and is heated by the hot plate exclusively through radiant heat transfer. .
[0014]
As shown in FIG. 1, the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
FIG. 2 is a sectional view showing a state where the
[0018]
The
[0019]
As is clear from the above description, the
[0020]
A
[0021]
On the
[0022]
Since the present embodiment is configured as described above, the following effects can be obtained.
Since the
[0023]
The
[0024]
Further, since a
[0025]
In this embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a substrate heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention as set forth in
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a front view of a pin.
FIG. 4 is a left side view of the same.
FIG. 5 is a plan view of the same.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat processing apparatus, 2 ... Hot plate, 2a ... Hot plate upper surface (heating surface), 3 ... Heater element, 4 ... Substrate, 5 ... Projection piece, 6 ... Circular hole, 7 ... Screw hole, 7a ... Female screw, 7b ... Bottom part, 8 ... lift pin, 9 ... (support) pin, 9a ... male screw, 9b ... convex part, 9c ... concave groove, 9d ... step part, 10 ... compression spring, 11 ... transmission sensor, 11a ... light emitting part, 11b ... Light receiving section.
Claims (2)
前記ピンは、
合成樹脂素材からなり、前記ホットプレートの加熱面の上方から前記ホットプレートにねじ込まれて取り付けられており、
その頂面の中央部が丸みのある凸部とされ、前記凸部を挟んで対称の位置に、回転治具挿入用の凹溝が形成されている
ことを特徴とする基板の熱処理装置。A large number of pins are arranged on the hot plate so as to protrude from the heating surface of the hot plate, and the substrate supported by the pins is supported at a predetermined interval from the heating surface of the hot plate, In the substrate heat treatment apparatus heated by the hot plate,
The pin is
Made of synthetic resin material, screwed into the hot plate and attached from above the hot plate heating surface,
A substrate heat treatment apparatus, characterized in that a central portion of the top surface is a rounded convex portion, and a concave groove for inserting a rotating jig is formed at a symmetrical position across the convex portion.
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